支桿式風洞模型主動振動抑制方法與實驗研究.pdf

1、跨聲速風洞試驗?zāi)Ｐ屯ǔ２捎弥U尾撐方式，系統(tǒng)剛度低，進入大攻角試驗狀態(tài)時，在氣流脈動載荷作用下，極易產(chǎn)生劇烈低頻振動，直接影響模型載荷測量結(jié)果的準確性和試驗安全性。在模型支桿系統(tǒng)振動的主、被動抑制方法中，采用壓電陶瓷作動器進行主動控制是抑振效果較好措施之一。本文在分析支桿抑振原理的基礎(chǔ)上，提出基于疊堆式壓電陶瓷作動器的外套式結(jié)構(gòu)抑振器，構(gòu)建實時控制系統(tǒng)，對抑振系統(tǒng)性能進行實驗研究。
　　(1)首先介紹了壓電效應(yīng)原理和疊堆式壓電陶瓷

2、作動器的輸出特性，結(jié)合支桿變形的材料力學分析，推導(dǎo)出作動器致支桿變形方程，利用此變形即可消減氣動脈動載荷在支桿末端產(chǎn)生的撓度。以此為原理，針對國內(nèi)某型號模型支桿系統(tǒng)，設(shè)計外套式結(jié)構(gòu)主動抑振器，并優(yōu)化其安裝布局形式。對所設(shè)計的抑振器的靜態(tài)性能進行仿真分析，以驗證方程推導(dǎo)和抑振器設(shè)計的合理性。
　　(2)基于風洞氣動載荷的特點，構(gòu)建一套由支桿振動測量、信號處理與放大到作動器輸出反向位移的閉環(huán)控制系統(tǒng)。為主動抑振器匹配高實時性的系統(tǒng)硬件

3、，針對作動器驅(qū)動位移滯后的問題，設(shè)計具有超前補償能力的基于PD調(diào)節(jié)器的控制程序。為評價主動抑振系統(tǒng)性能，提出錘擊法和激振法兩種地面實驗方法，給出對應(yīng)的抑振器性能評價指標，搭建地面實驗平臺。
　　(3)對主動抑振器進行地面實驗的研究。主動抑振器的基本輸出性能與理論計算和靜力仿真的結(jié)果接近，使用錘擊法和激振法模擬脈動載荷對模型支桿系統(tǒng)進行實驗，證明抑振器具有提高支桿系統(tǒng)阻尼，衰減模型在俯仰和偏擺兩個方向上振動振幅的能力。在模型振動的俯